JP5457044B2 - Strength assist device - Google Patents
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Description
本発明は、使用者の肘、膝、又は手首などの関節の動作を支援する筋力補助装置に関するものである。 The present invention relates to a muscle force assisting device that supports the movement of a joint such as an elbow, knee, or wrist of a user.
従来の着用型関節駆動装置には、衣服に形成されたリンク体間に収縮力を作用させて人体の関節部を駆動するものがある（特許文献１）。
一方、空気圧式アクチュエータを関節駆動装置に用いることが提案されている（特許文献１、特許文献２）。
On the other hand, it has been proposed to use a pneumatic actuator for a joint drive device (Patent Document 1, Patent Document 2).
しかし、特許文献１のように筒状に構成されたフレームを身体に装着してトレーニングやリハビリ動作を行う場合には、身体から発生した熱がフレームなどの装具内部にたまり暑く感じてしまう。また発汗しても、装具内部に空気の流れがないため、蒸発させることができず、不快感を生じてしまう。
一方、空気圧式アクチュエータを関節駆動装置に用いる場合、アクチュエータの駆動に用いた気体は排気されるだけで利用されていない。
However, when performing a training or rehabilitation operation by attaching a frame configured in a cylindrical shape to the body as in Patent Document 1, heat generated from the body accumulates inside the appliance such as the frame and feels hot. Moreover, even if sweating, since there is no air flow inside the brace, it cannot be evaporated, resulting in discomfort.
On the other hand, when a pneumatic actuator is used in a joint drive device, the gas used to drive the actuator is merely exhausted and not used.
そこで本発明は、気体の供給又は排出によって伸縮するアクチュエータを用い、このアクチュエータから排気される気体を有効利用して装着具内の冷却を行うことができる筋力補助装置を提供することを目的とする。 Therefore, an object of the present invention is to provide a muscle force assisting device that can cool an inside of a wearing tool by using an actuator that expands and contracts by supplying or discharging gas and effectively using the gas exhausted from the actuator. .
請求項１記載の本発明の筋力補助装置は、身体の一部を覆う装着具と、気体の供給又は排出によって伸縮するアクチュエータとを備え、使用者の肘、膝、又は手首などの関節の動作を支援する筋力補助装置であって、前記アクチュエータから排出される前記気体を、前記装着具内部に供給し、前記装着具には、使用者の腕や足などの身体を挿入する開口部が形成され、前記装着具内部に供給される気体が、前記装着具と前記身体との隙間を経由して前記開口部から排出され、前記装着具を、複数の分割プレートによって構成し、それぞれの前記分割プレートを連結体で連結し、前記開口部の両側に配置される一対の前記分割プレートには、前記開口部を狭める保持具を設け、前記装着具内部に気体を供給するエアチューブを前記開口部の長手方向と同じ方向に配置し、前記エアチューブには、複数の吹出穴を設けたことを特徴とする。
請求項２記載の本発明は、請求項１に記載の筋力補助装置において、前記分割プレートの内面に緩衝材を設け、前記緩衝材は少なくともそれぞれの前記分割プレート間の隙間を覆うように設け、前記吹出穴から吹き出される前記気体は前記緩衝材と前記身体との間に導かれることを特徴とする。
請求項３記載の本発明は、請求項２に記載の筋力補助装置において、前記緩衝材には、前記エアチューブを配置する溝を備えたことを特徴とする。
請求項４記載の本発明は、請求項１に記載の筋力補助装置において、前記分割プレートを、前記骨に沿う方向が長辺となり、前記長辺に垂直な短辺方向を湾曲させて構成し、隣接する前記分割プレートのそれぞれの前記長辺を前記連結体で連結し、前記連結体を所定の剛性を有する弾性連結体としたことを特徴とする。
請求項５記載の本発明は、請求項１に記載の筋力補助装置において、前記アクチュエータに対して気体の供給を行う動力源と、前記アクチュエータと前記動力源とをつなぐ給排気チューブと、前記装着具内部に気体を供給するエアチューブとを備え、切替弁を介して前記エアチューブを前記給排気チューブに接続したことを特徴とする。
請求項６記載の本発明の筋力補助装置は、関節の一方の骨に沿って配置される一方の装着具と、前記関節の他方の骨に沿って配置される他方の装着具と、一方の前記装着具と他方の前記装着具とを連結する関節と、気体の供給又は排出によって伸縮するアクチュエータとを備え、使用者の肘、膝、又は手首などの関節の動作を支援する筋力補助装置であって、前記アクチュエータから排出される前記気体を、少なくとも一方の前記装着具内部に供給し、前記装着具には、使用者の腕や足などの身体を挿入する開口部が形成され、前記装着具内部に供給される気体が、前記装着具と前記身体との隙間を経由して前記開口部から排出されることを特徴とする。
請求項７記載の本発明は、請求項６に記載の筋力補助装置において、前記装着具を、複数の分割プレートによって構成し、それぞれの前記分割プレートを連結体で連結し、前記開口部の両側に配置される一対の前記分割プレートには、前記開口部を狭める保持具を設け、前記装着具内部に気体を供給するエアチューブを前記開口部の長手方向と同じ方向に配置し、前記エアチューブには、複数の吹出穴を設けたことを特徴とする。
請求項８記載の本発明は、請求項７に記載の筋力補助装置において、前記分割プレートの内面に緩衝材を設け、前記緩衝材は少なくともそれぞれの前記分割プレート間の隙間を覆うように設け、前記吹出穴から吹き出される前記気体は前記緩衝材と前記身体との間に導かれることを特徴とする。
請求項９記載の本発明は、請求項８に記載の筋力補助装置において、前記緩衝材には、前記エアチューブを配置する溝を備えたことを特徴とする。
請求項１０記載の本発明は、請求項７に記載の筋力補助装置において、前記分割プレートを、前記骨に沿う方向が長辺となり、前記長辺に垂直な短辺方向を湾曲させて構成し、隣接する前記分割プレートのそれぞれの前記長辺を前記連結体で連結し、前記連結体を所定の剛性を有する弾性連結体としたことを特徴とする。
請求項１１記載の本発明は、請求項６に記載の筋力補助装置において、前記アクチュエータに対して気体の供給を行う動力源と、前記アクチュエータと前記動力源とをつなぐ給排気チューブと、前記装着具内部に気体を供給するエアチューブとを備え、切替弁を介して前記エアチューブを前記給排気チューブに接続したことを特徴とする。
請求項１２記載の本発明は、請求項６に記載の筋力補助装置において、前記アクチュエータを用いた駆動機構を駆動ユニットとし、一方の前記装着具と他方の前記装着具とを前記関節で連結して装着ユニットとし、前記装着ユニットに対して前記駆動ユニットを脱着可能としたことを特徴とする。
請求項１３記載の本発明は、請求項１２に記載の筋力補助装置において、一対の前記駆動ユニットを、前記装着ユニットの両側に設けたことを特徴とする。
請求項１４記載の本発明は、請求項６に記載の筋力補助装置において、一方の前記装着具を前腕装着具、他方の前記装着具を上腕装着具とし、前記装着具内部に気体を供給するエアチューブを前記前腕装着具及び前記上腕装着具に配置し、前記エアチューブには、複数の吹出穴を設けたことを特徴とする。
The muscle force assisting device according to the first aspect of the present invention includes a wearing device that covers a part of the body and an actuator that expands and contracts by supplying or discharging gas, and operates a joint such as an elbow, knee, or wrist of the user. A device for assisting muscle strength in which the gas discharged from the actuator is supplied into the wearing tool, and the wearing tool has an opening for inserting a body such as a user's arm or leg. The gas supplied into the wearing tool is discharged from the opening via a gap between the wearing tool and the body, and the wearing tool is configured by a plurality of divided plates, and each of the divided parts A pair of the divided plates arranged on both sides of the opening by connecting plates with a connecting body is provided with a holder for narrowing the opening, and an air tube for supplying gas into the mounting tool is provided in the opening. Length of Placed in the same direction as the direction, the air tube is characterized in that a plurality of blowing holes.
The invention according to claim 2 is the muscle force assisting device according to claim 1 , wherein a cushioning material is provided on an inner surface of the divided plate, and the cushioning material is provided so as to cover at least a gap between the divided plates, The gas blown out from the blowing hole is guided between the cushioning material and the body.
According to a third aspect of the invention, in the muscle force assisting device according to claim 2, wherein the buffer material is characterized by having a groove to place the air tube.
According to a fourth aspect of the invention, in the muscle force assisting device according to claim 1, wherein the division plate, the direction becomes a long side along the bone, constituted by bending a short side direction perpendicular to the long sides The long sides of the adjacent divided plates are connected by the connecting body, and the connecting body is an elastic connecting body having a predetermined rigidity.
According to a fifth aspect of the present invention, in the muscle force assisting device according to the first aspect, a power source that supplies gas to the actuator, a supply / exhaust tube that connects the actuator and the power source, and the attachment And an air tube for supplying gas into the device, wherein the air tube is connected to the air supply / exhaust tube via a switching valve.
The muscle force assisting device of the present invention according to claim 6 is provided with one wearing tool arranged along one bone of the joint, the other wearing tool arranged along the other bone of the joint, A muscle force assisting device that includes a joint that connects the wearing tool and the other wearing tool, and an actuator that expands and contracts by supplying or discharging gas, and supports the operation of a joint such as a user's elbow, knee, or wrist. The gas exhausted from the actuator is supplied into at least one of the wearing tools, and the wearing tool has an opening for inserting a body such as a user's arm or foot, and the wearing The gas supplied to the inside of the tool is discharged from the opening through a gap between the wearing tool and the body .
According to a seventh aspect of the present invention, in the muscle force assisting device according to the sixth aspect , the wearing tool is constituted by a plurality of divided plates, the divided plates are connected by a connecting body, and both sides of the opening are provided. A pair of the split plates arranged in the above is provided with a holder for narrowing the opening, and an air tube that supplies gas into the mounting tool is disposed in the same direction as the longitudinal direction of the opening, and the air tube Is characterized in that a plurality of blowing holes are provided.
The invention according to claim 8 is the muscle force assisting device according to claim 7 , wherein a buffer material is provided on the inner surface of the divided plate, and the buffer material is provided so as to cover at least a gap between the divided plates, The gas blown out from the blowing hole is guided between the cushioning material and the body.
According to a ninth aspect of the present invention, in the muscle force assisting device according to the eighth aspect of the present invention, the cushioning material includes a groove in which the air tube is disposed.
According to a tenth aspect of the present invention, in the muscle force assisting device according to the seventh aspect , the dividing plate is configured such that a direction along the bone is a long side and a short side direction perpendicular to the long side is curved. The long sides of the adjacent divided plates are connected by the connecting body, and the connecting body is an elastic connecting body having a predetermined rigidity.
The present invention of claim 11, wherein, in the muscle force assisting device according to claim 6, a power source for supplying gas to said actuator, and the supply and exhaust tubes connecting the said power source and the actuator, the mounting And an air tube for supplying gas into the device, wherein the air tube is connected to the air supply / exhaust tube via a switching valve.
According to a twelfth aspect of the present invention, in the muscle force assisting device according to the sixth aspect , the drive mechanism using the actuator is a drive unit, and one of the wearing tools and the other of the wearing tools are connected by the joint. The drive unit is detachable from the mounting unit.
According to a thirteenth aspect of the present invention, in the muscle force assisting device according to the twelfth aspect , the pair of drive units are provided on both sides of the mounting unit.
According to a fourteenth aspect of the present invention, in the muscle force assisting device according to the sixth aspect , one of the wearing devices is a forearm wearing device and the other wearing device is an upper arm wearing device, and gas is supplied into the wearing device. An air tube is disposed on the forearm mounting device and the upper arm mounting device, and the air tube is provided with a plurality of blowing holes.
本発明によれば、アクチュエータから排気される気体を有効利用して装着具内の冷却を行うことができる。 According to the present invention, the inside of the wearing tool can be cooled by effectively utilizing the gas exhausted from the actuator.
本発明の第１の実施の形態による筋力補助装置は、アクチュエータから排出される気体を、装着具内部に供給し、装着具には、使用者の腕や足などの身体を挿入する開口部が形成され、装着具内部に供給される気体が、装着具と身体との隙間を経由して開口部から排出され、装着具を、複数の分割プレートによって構成し、それぞれの分割プレートを連結体で連結し、開口部の両側に配置される一対の分割プレートには、開口部を狭める保持具を設け、装着具内部に気体を供給するエアチューブを開口部の長手方向と同じ方向に配置し、エアチューブには、複数の吹出穴を設けたものである。本実施の形態によれば、トレーニングやリハビリ動作によって身体から発生した熱を、装着具内部に供給される気体による流れによって装着具外へ排出できる。特にアクチュエータの動作に用いた気体を利用することで、動力源の追加を要せず、効率的な空気流れを生じさせることができる。また、開口部に向けた空気流れとすることで、排気される気体に圧力が加わることを少なくし、アクチュエータからの排気を阻害することがない。また、開口部によって、身体の挿入を容易にするだけでなく、開口部によって装着具の内部空間の大きさを変更できるためにフィット感を高めることができ、更にエアチューブからの気体が開口部に向けて流れやすくなる。
本発明の第２の実施の形態は、第１の実施の形態による筋力補助装置において、分割プレートの内面に緩衝材を設け、緩衝材は少なくともそれぞれの分割プレート間の隙間を覆うように設け、吹出穴から吹き出される気体は緩衝材と身体との間に導かれるものである。本実施の形態によれば、分割プレート間の隙間を緩衝材によって覆うため、吹出穴から吹き出される気体は開口部から排出されやすくなる。
本発明の第３の実施の形態は、第２の実施の形態による筋力補助装置において、緩衝材には、エアチューブを配置する溝を備えたものである。本実施の形態によれば、噴出穴が塞がれることがなく、スムーズに気体を吹き出すことができる。
本発明の第４の実施の形態は、第１の実施の形態による筋力補助装置において、分割プレートを、骨に沿う方向が長辺となり、長辺に垂直な短辺方向を湾曲させて構成し、隣接する分割プレートのそれぞれの長辺を連結体で連結し、連結体を所定の剛性を有する弾性連結体としたものである。本実施の形態によれば、特にヒンジによる連結ではなく弾性連結体による連結としているので、非装着時にもそれぞれの分割プレートによる湾曲状態を保持でき、装着性を容易にし、身体に対するフィット感を高めることができるとともに、装着具と身体との間の隙間を狭く均一に保てることで気流流れをスムーズに行わせることができる。
本発明の第５の実施の形態は、第１の実施の形態による筋力補助装置において、アクチュエータに対して気体の供給を行う動力源と、アクチュエータと動力源とをつなぐ給排気チューブと、装着具内部に気体を供給するエアチューブとを備え、切替弁を介してエアチューブを給排気チューブに接続したものである。本実施の形態によれば、切替弁の切り替えによって、給排気チューブからの排気気体をエアチューブに供給することができる。
本発明の第６の実施の形態による筋力補助装置は、アクチュエータから排出される気体を、装着具内部に供給し、装着具には、使用者の腕や足などの身体を挿入する開口部が形成され、装着具内部に供給される気体が、装着具と身体との隙間を経由して開口部から排出されるものである。本実施の形態によれば、トレーニングやリハビリ動作によって身体から発生した熱を、装着具内部に供給される気体による流れによって装着具外へ排出できる。特にアクチュエータの動作に用いた気体を利用することで、動力源の追加を要せず、効率的な空気流れを生じさせることができる。また、開口部に向けた空気流れとすることで、排気される気体に圧力が加わることを少なくし、アクチュエータからの排気を阻害することがない。
本発明の第７の実施の形態は、第６の実施の形態による筋力補助装置において、装着具を、複数の分割プレートによって構成し、それぞれの分割プレートを連結体で連結し、開口部の両側に配置される一対の分割プレートには、開口部を狭める保持具を設け、装着具内部に気体を供給するエアチューブを開口部の長手方向と同じ方向に配置し、エアチューブには、複数の吹出穴を設けたものである。本実施の形態によれば、開口部によって、身体の挿入を容易にするだけでなく、開口部によって装着具の内部空間の大きさを変更できるためにフィット感を高めることができ、更にエアチューブからの気体が開口部に向けて流れやすくなる。
本発明の第８の実施の形態は、第７の実施の形態による筋力補助装置において、分割プレートの内面に緩衝材を設け、緩衝材は少なくともそれぞれの分割プレート間の隙間を覆うように設け、吹出穴から吹き出される気体は緩衝材と身体との間に導かれるものである。本実施の形態によれば、分割プレート間の隙間を緩衝材によって覆うため、吹出穴から吹き出される気体は開口部から排出されやすくなる。
本発明の第９の実施の形態は、第８の実施の形態による筋力補助装置において、緩衝材には、エアチューブを配置する溝を備えたものである。本実施の形態によれば、噴出穴が塞がれることがなく、スムーズに気体を吹き出すことができる。
本発明の第１０の実施の形態は、第７の実施の形態による筋力補助装置において、分割プレートを、骨に沿う方向が長辺となり、長辺に垂直な短辺方向を湾曲させて構成し、隣接する分割プレートのそれぞれの長辺を連結体で連結し、連結体を所定の剛性を有する弾性連結体としたものである。本実施の形態によれば、特にヒンジによる連結ではなく弾性連結体による連結としているので、非装着時にもそれぞれの分割プレートによる湾曲状態を保持でき、装着性を容易にし、身体に対するフィット感を高めることができるとともに、装着具と身体との間の隙間を狭く均一に保てることで気流流れをスムーズに行わせることができる。
本発明の第１１の実施の形態は、第６の実施の形態による筋力補助装置において、アクチュエータに対して気体の供給を行う動力源と、アクチュエータと動力源とをつなぐ給排気チューブと、装着具内部に気体を供給するエアチューブとを備え、切替弁を介してエアチューブを給排気チューブに接続したものである。本実施の形態によれば、切替弁の切り替えによって、給排気チューブからの排気気体をエアチューブに供給することができる。
本発明の第１２の実施の形態は、第６の実施の形態による筋力補助装置において、アクチュエータを用いた駆動機構を駆動ユニットとし、一方の装着具と他方の装着具とを関節で連結して装着ユニットとし、装着ユニットに対して駆動ユニットを脱着可能としたものである。本実施の形態によれば、駆動ユニットとして装着ユニットに着脱可能とすることで、装着ユニットと駆動ユニットとの調整が行いやすい。
本発明の第１３の実施の形態は、第１２の実施の形態による筋力補助装置において、一対の駆動ユニットを、装着ユニットの両側に設けたものである。本実施の形態によれば、装着ユニットの両側に駆動ユニットを設けることで安定した動作を行うことができるとともに、上下面のいずれかに身体の装着用の開口部を設けることができるので、スムーズな気流流れを作ることができる。
本発明の第１４の実施の形態は、第６の実施の形態による筋力補助装置において、一方の装着具を前腕装着具、他方の装着具を上腕装着具とし、装着具内部に気体を供給するエアチューブを前腕装着具及び上腕装着具に配置し、エアチューブには、複数の吹出穴を設けたものである。本実施の形態によれば、前腕装着具内部及び上腕装着具内部の通気を行うことができる。
The muscle force assisting device according to the first embodiment of the present invention supplies gas exhausted from the actuator into the wearing tool, and the wearing tool has an opening for inserting a body such as a user's arm or foot. The gas that is formed and supplied to the inside of the wearing tool is discharged from the opening through the gap between the wearing tool and the body, and the wearing tool is configured by a plurality of divided plates, and each divided plate is connected by a connecting body. A pair of divided plates that are connected and arranged on both sides of the opening are provided with a holder that narrows the opening, and an air tube that supplies gas into the mounting tool is disposed in the same direction as the longitudinal direction of the opening, The air tube is provided with a plurality of blowing holes. According to the present embodiment, heat generated from the body by training or rehabilitation operation can be discharged out of the wearing tool by a flow of gas supplied to the inside of the wearing tool. In particular, by using the gas used for the operation of the actuator, it is possible to generate an efficient air flow without requiring an additional power source. In addition, the flow of air toward the opening reduces the pressure applied to the exhausted gas and does not hinder the exhaust from the actuator. In addition, the opening can not only facilitate the insertion of the body, but the opening can change the size of the internal space of the wearing tool, so that the fit can be enhanced, and further, the gas from the air tube can be opened. It becomes easy to flow toward.
The second embodiment of the present invention is the muscular strength assisting device according to the first embodiment, wherein a buffer material is provided on the inner surface of the divided plate, and the buffer material is provided so as to cover at least a gap between the divided plates, The gas blown out from the blowout hole is guided between the cushioning material and the body. According to the present embodiment, since the gap between the divided plates is covered with the buffer material, the gas blown out from the blowout hole is easily discharged from the opening.
According to a third embodiment of the present invention, in the muscle force assisting apparatus according to the second embodiment, the cushioning material is provided with a groove in which an air tube is disposed. According to the present embodiment, the ejection holes are not blocked, and the gas can be blown out smoothly.
According to a fourth embodiment of the present invention, in the muscle strength assisting device according to the first embodiment, the divided plate is configured such that the direction along the bone is a long side and the short side direction perpendicular to the long side is curved. The long sides of the adjacent divided plates are connected by a connecting body, and the connecting body is an elastic connecting body having a predetermined rigidity. According to the present embodiment, since the connection is made not by the hinge but by the elastic connection body, the curved state by the respective divided plates can be maintained even when not attached, the wearability is facilitated, and the fit to the body is enhanced. In addition, the air flow can be smoothly performed by keeping the gap between the wearing tool and the body narrow and uniform.
According to a fifth embodiment of the present invention, in the muscle force assisting device according to the first embodiment, a power source that supplies gas to the actuator, a supply / exhaust tube that connects the actuator and the power source, and a mounting tool And an air tube that supplies gas to the inside, and the air tube is connected to the air supply / exhaust tube via a switching valve. According to the present embodiment, the exhaust gas from the supply / exhaust tube can be supplied to the air tube by switching the switching valve.
The muscle force assisting device according to the sixth embodiment of the present invention supplies the gas discharged from the actuator into the wearing tool, and the wearing tool has an opening for inserting a body such as a user's arm or foot. The gas formed and supplied into the wearing tool is discharged from the opening via the gap between the wearing tool and the body. According to the present embodiment, heat generated from the body by training or rehabilitation operation can be discharged out of the wearing tool by a flow of gas supplied to the inside of the wearing tool. In particular, by using the gas used for the operation of the actuator, it is possible to generate an efficient air flow without requiring an additional power source. In addition, the flow of air toward the opening reduces the pressure applied to the exhausted gas and does not hinder the exhaust from the actuator.
According to a seventh embodiment of the present invention, in the muscle force assisting device according to the sixth embodiment, the wearing tool is constituted by a plurality of divided plates, and the divided plates are connected by a coupling body, and both sides of the opening portion. A pair of split plates arranged in the holder is provided with a holder that narrows the opening, and an air tube that supplies gas into the mounting tool is disposed in the same direction as the longitudinal direction of the opening. A blow hole is provided. According to this embodiment, not only can the body be easily inserted by the opening, but the size of the internal space of the wearing tool can be changed by the opening, so that the fit can be enhanced, and further, the air tube It becomes easy for the gas from to flow toward the opening.
The eighth embodiment of the present invention is the muscle force assisting device according to the seventh embodiment, wherein the buffer material is provided on the inner surface of the divided plate, and the buffer material is provided so as to cover at least the gap between the divided plates, The gas blown out from the blowout hole is guided between the cushioning material and the body. According to the present embodiment, since the gap between the divided plates is covered with the buffer material, the gas blown out from the blowout hole is easily discharged from the opening.
According to a ninth embodiment of the present invention, in the muscle force assisting apparatus according to the eighth embodiment, the cushioning material is provided with a groove for disposing the air tube. According to the present embodiment, the ejection holes are not blocked, and the gas can be blown out smoothly.
According to a tenth embodiment of the present invention, in the muscle strength assisting device according to the seventh embodiment, the dividing plate is configured such that the direction along the bone is a long side and the short side direction perpendicular to the long side is curved. The long sides of the adjacent divided plates are connected by a connecting body, and the connecting body is an elastic connecting body having a predetermined rigidity. According to the present embodiment, since the connection is made not by the hinge but by the elastic connection body, the curved state by the respective divided plates can be maintained even when not attached, the wearability is facilitated, and the fit to the body is enhanced. In addition, the air flow can be smoothly performed by keeping the gap between the wearing tool and the body narrow and uniform.
According to an eleventh embodiment of the present invention, in the muscle force assisting apparatus according to the sixth embodiment, a power source that supplies gas to the actuator, a supply / exhaust tube that connects the actuator and the power source, and a mounting tool And an air tube that supplies gas to the inside, and the air tube is connected to the air supply / exhaust tube via a switching valve. According to the present embodiment, the exhaust gas from the supply / exhaust tube can be supplied to the air tube by switching the switching valve.
According to a twelfth embodiment of the present invention, in the muscle force assisting device according to the sixth embodiment, a driving mechanism using an actuator is a drive unit, and one mounting tool and the other mounting tool are connected by a joint. The mounting unit is configured such that the drive unit can be attached to and detached from the mounting unit. According to the present embodiment, the mounting unit and the driving unit can be easily adjusted by making the driving unit detachable from the mounting unit.
The thirteenth embodiment of the present invention is a muscle force assisting device according to the twelfth embodiment, wherein a pair of drive units are provided on both sides of the mounting unit. According to the present embodiment, a stable operation can be performed by providing drive units on both sides of the mounting unit, and an opening for wearing the body can be provided on either the upper or lower surface, so that smooth Can create a simple air flow.
The fourteenth embodiment of the present invention is a muscle force assisting device according to the sixth embodiment, wherein one mounting tool is a forearm mounting tool and the other mounting tool is an upper arm mounting tool, and gas is supplied into the mounting tool. The air tube is disposed on the forearm mounting device and the upper arm mounting device, and the air tube is provided with a plurality of blowing holes. According to the present embodiment, it is possible to ventilate the forearm wearing device and the upper arm wearing device.
以下に、本発明の実施例について、図面に基づいて説明する。
図１は本発明の一実施例における筋力補助装置を示す斜視図、図２は同筋力補助装置の装着ユニット及び駆動ユニットを示す分解斜視図、図３は同筋力補助装置の要部斜視図、図４は同筋力補助装置の装着ユニットの断面図、図５は同装置におけるアクチュエータへの給気状態を示すブロック図、図６は同装置におけるアクチュエータからの排気状態を示すブロック図である。
本実施例による筋力補助装置の装着ユニット１００は、関節の一方の骨に沿って配置される第１の装着具１１０と、関節の他方の骨に沿って配置される第２の装着具１２０と、第１の装着具１１０と第２の装着具１２０とを連結する関節１３０とを備えている。
本実施例では、第１の装着具１１０は前腕に配置されて前腕装着具を構成し、第２の装着具１２０は上腕に配置されて上腕装着具を構成する。
第１の装着具１１０は、複数の分割プレート１１１、１１２、１１３と複数の連結体１１４によって構成されている。それぞれの分割プレート１１１、１１２、１１３は、骨に沿う方向が長辺となり、長辺に垂直な短辺方向を湾曲させて構成している。分割プレート１１１は、前腕背側に沿って配置されるもので、肘関節側短辺が反肘関節側短辺よりも広く構成されている。分割プレート１１２、１１３は、それぞれ分割プレート１１１の両側に沿って配置されるもので、分割プレート１１２、１１３についても肘関節側短辺が反肘関節側短辺よりも広く構成されている。分割プレート１１１と分割プレート１１２とは、それぞれの長辺を複数の連結体１１４にて連結し、分割プレート１１１と分割プレート１１３とについても、それぞれの長辺を複数の連結体１１４にて連結している。
第１の装着具１１０には、分割プレート１１２と分割プレート１１３との間に、前腕を挿入する開口部１１５が形成されている。開口部１１５の両側に配置される一対の分割プレート１１２、１１３には、開口部１１５を狭める保持具（図示せず）を設けるための取り付け部１１６ａを備えている。
分割プレート１１２、１１３の関節側端部には関節１３０の一端を連結する連結部を有し、分割プレート１１２、１１３の反関節側端部には駆動ユニット接続部１１７を有している。なお、駆動ユニット接続部１１７は取り付け部１１６ａを兼用している。また、分割プレート１１１には駆動ユニット接続部１１８を有している。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
FIG. 1 is a perspective view showing a muscle strength assisting device according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is an exploded perspective view showing a mounting unit and a drive unit of the muscle strength assisting device, and FIG. 4 is a cross-sectional view of the mounting unit of the muscle force assisting device, FIG. 5 is a block diagram showing an air supply state to the actuator in the device, and FIG. 6 is a block diagram showing an exhaust state from the actuator in the device.
The muscle force assisting device mounting unit 100 according to the present embodiment includes a first mounting device 110 disposed along one bone of the joint, and a second mounting device 120 disposed along the other bone of the joint. And a joint 130 for connecting the first wearing tool 110 and the second wearing tool 120.
In the present embodiment, the first wearing tool 110 is disposed on the forearm to constitute a forearm wearing tool, and the second wearing tool 120 is disposed to the upper arm to constitute the upper arm wearing tool.
The first mounting tool 110 includes a plurality of divided plates 111, 112, 113 and a plurality of coupling bodies 114. Each of the divided plates 111, 112, and 113 has a long side in the direction along the bone, and is configured by curving the short side direction perpendicular to the long side. The split plate 111 is disposed along the forearm dorsal side, and has a short side on the elbow joint side wider than a short side on the anti-elbow joint side. The divided plates 112 and 113 are respectively disposed along both sides of the divided plate 111, and the divided plates 112 and 113 are also configured such that the elbow joint side short side is wider than the anti-elbow joint side short side. The divided plates 111 and 112 are connected at their long sides by a plurality of connecting bodies 114, and the divided plates 111 and the divided plates 113 are also connected at their long sides by a plurality of connecting bodies 114. ing.
In the first wearing tool 110, an opening 115 for inserting a forearm is formed between the divided plate 112 and the divided plate 113. The pair of divided plates 112 and 113 disposed on both sides of the opening 115 are provided with attachment portions 116 a for providing a holder (not shown) for narrowing the opening 115.
The joint plates 112 and 113 have joint portions that connect one end of the joint 130 to the joint-side ends, and the partition plates 112 and 113 have drive unit connection portions 117 at the non-joint-side ends. The drive unit connecting portion 117 also serves as the attachment portion 116a. Further, the division plate 111 has a drive unit connection portion 118.
第２の装着具１２０は、複数の分割プレート１２１、１２２、１２３と複数の連結体１２４によって構成されている。それぞれの分割プレート１２１、１２２、１２３は、骨に沿う方向が長辺となり、長辺に垂直な短辺方向を湾曲させて構成している。分割プレート１２１は、上腕背側に沿って配置されるもので、肘関節側短辺と反肘関節側短辺とはほぼ同じ長さで構成されている。分割プレート１２２、１２３は、それぞれ分割プレート１２１の両側に沿って配置されるもので、分割プレート１２２、１２３については反肘関節側短辺が肘関節側短辺よりも若干広く構成されている。分割プレート１２１と分割プレート１２２とは、それぞれの長辺を複数の連結体１２４にて連結し、分割プレート１２１と分割プレート１２３とについても、それぞれの長辺を複数の連結体１２４にて連結している。
第２の装着具１１０には、分割プレート１２２と分割プレート１２３との間に、上腕を挿入する開口部１２５が形成されている。開口部１２５の両側に配置される一対の分割プレート１２２、１２３には、開口部１２５を狭める保持具（図示せず）を設けるための取り付け部１２６ａを備えている。
分割プレート１２２、１２３の関節側端部には関節１３０の他端を連結する連結部を有し、分割プレート１２２、１２３には駆動ユニット接続部１２７とともに駆動ユニット接続部１２８ａを有している。また、分割プレート１２１には駆動ユニット接続部１２８ｂを有している。
The second mounting tool 120 includes a plurality of divided plates 121, 122, 123 and a plurality of coupling bodies 124. Each of the divided plates 121, 122, 123 has a long side in the direction along the bone, and is configured by curving the short side direction perpendicular to the long side. The dividing plate 121 is disposed along the upper arm dorsal side, and the elbow joint side short side and the anti-elbow joint side short side are configured to have substantially the same length. The divided plates 122 and 123 are respectively disposed along both sides of the divided plate 121. The divided plates 122 and 123 are configured such that the anti-elbow joint side short side is slightly wider than the elbow joint side short side. The divided plates 121 and 122 are connected at their long sides by a plurality of connecting members 124, and the divided plates 121 and 123 are connected at their long sides by a plurality of connecting members 124. ing.
An opening 125 for inserting the upper arm is formed between the divided plate 122 and the divided plate 123 in the second mounting tool 110. The pair of divided plates 122 and 123 arranged on both sides of the opening 125 is provided with attachment portions 126 a for providing a holder (not shown) for narrowing the opening 125.
The joint side ends of the divided plates 122 and 123 have a connecting portion for connecting the other end of the joint 130, and the divided plates 122 and 123 have a drive unit connecting portion 128 a together with the drive unit connecting portion 127. Further, the division plate 121 has a drive unit connection portion 128b.
関節１３０は、コイルバネを用いたバネ関節が適している。また、このコイルバネは引っ張りバネとして用いる。コイルバネの長さは、コイルバネの回転軸のずれが、肘関節の回動ずれと等しくなるように調節する。
連結体１１４、１２４は、単なるヒンジによる連結体ではなく、所定の剛性を有する金属製又は樹脂製の板バネによって構成する。このようにそれぞれの分割プレート１１１、１１２、１１３を連結体１１４で連結し、分割プレート１２１、１２２、１２３を連結体１２４で連結することで、非装着時にも湾曲形状を保持することができる。
As the joint 130, a spring joint using a coil spring is suitable. The coil spring is used as a tension spring. The length of the coil spring is adjusted so that the deviation of the rotation axis of the coil spring is equal to the rotation deviation of the elbow joint.
The coupling bodies 114 and 124 are not a coupling body by a simple hinge, but are constituted by metal or resin leaf springs having a predetermined rigidity. By connecting the divided plates 111, 112, and 113 with the connecting body 114 and connecting the divided plates 121, 122, and 123 with the connecting body 124 in this way, the curved shape can be maintained even when not attached.
本実施例における筋力補助装置は、装着ユニット１００に着脱可能な、屈曲用駆動ユニット２００及び伸展用駆動ユニット３００を有している。
屈曲用駆動ユニット２００は、アクチュエータとして第１の人工筋２１１及び第２の人工筋２１２を備えている。第１の人工筋２１１の一端には駆動ユニット接続部１１７と接続する第１接続部２２１を、第１の人工筋２１１の他端には第２の人工筋２１２の一端と接続する変位部２２２を有している。第１接続部２２１は接続補助部１１７ａを介して駆動ユニット接続部１１７と接続され、第１接続部２２１は接続補助部１１７ａに対して回動可能に設けられている。
第２の人工筋２１２の他端には駆動ユニット接続部１２７と接続する第２接続部２２３を有している。第２接続部２２３はねじなどの連結具を用いて駆動ユニット接続部１２７と接続される。第２接続部２２３の一端側には変位部２２２の他端が回動可能に設けられ、第２接続部２２３の他端側には第２の人工筋２１２の他端が回動可能に設けられている。
図示のように、一対の屈曲用駆動ユニット２００は、装着ユニット１００の両側に設けられる。
The muscle force assisting apparatus according to the present embodiment includes a bending drive unit 200 and an extension drive unit 300 that can be attached to and detached from the mounting unit 100.
The bending drive unit 200 includes a first artificial muscle 211 and a second artificial muscle 212 as actuators. A first connection portion 221 connected to the drive unit connection portion 117 is connected to one end of the first artificial muscle 211, and a displacement portion 222 connected to one end of the second artificial muscle 212 is connected to the other end of the first artificial muscle 211. have. The first connection portion 221 is connected to the drive unit connection portion 117 via the connection auxiliary portion 117a, and the first connection portion 221 is provided so as to be rotatable with respect to the connection auxiliary portion 117a.
The other end of the second artificial muscle 212 has a second connection portion 223 connected to the drive unit connection portion 127. The second connection part 223 is connected to the drive unit connection part 127 using a connector such as a screw. The other end of the displacement portion 222 is rotatably provided at one end side of the second connection portion 223, and the other end of the second artificial muscle 212 is rotatably provided at the other end side of the second connection portion 223. It has been.
As illustrated, the pair of bending drive units 200 are provided on both sides of the mounting unit 100.
一方、伸展用駆動ユニット３００は、アクチュエータとして一対の人工筋３１１、３１２を平行に設けている。一対の人工筋３１１、３１２の一端には駆動ユニット接続部１１８と接続する第１接続部３２１を、一対の人工筋３１１、３１２の他端には駆動ユニット接続部１２８ｂと接続する第２接続部３２２を有している。また、一対の人工筋３１１、３１２の中間部には、人工筋３１１、３１２の経路を規制する規制部材３２３が設けられている。この規制部材３２３は、人工筋３１１、３１２の外周を覆う筒状部材３２３ａと、この筒状部材３２３ａを所定の位置に固定する接続部３２３ｂを備えており、接続部３２３ｂによって駆動ユニット接続部１２８ａに回動可能に連結される。
図示のように、伸展用駆動ユニット３００は、装着ユニット１００に設けられる。
なお、アクチュエータとしての人工筋２１１、２１２、３１１、３１２は、気体の供給又は排出によって伸縮する。
また上記で説明した保持具は、二つに分割されたベルトによって構成されており、締結方法として面ファスナーを用いる。なお、締結方法はバックルによるものでもよく、必ずしも複数本のベルトでなくてもよい。
On the other hand, the extension drive unit 300 is provided with a pair of artificial muscles 311 and 312 in parallel as actuators. The first connection part 321 connected to the drive unit connection part 118 is connected to one end of the pair of artificial muscles 311 and 312, and the second connection part connected to the drive unit connection part 128 b is connected to the other end of the pair of artificial muscles 311 and 312. 322. In addition, a regulating member 323 that regulates the path of the artificial muscles 311 and 312 is provided at an intermediate portion between the pair of artificial muscles 311 and 312. The restriction member 323 includes a cylindrical member 323a that covers the outer periphery of the artificial muscles 311 and 312 and a connection portion 323b that fixes the cylindrical member 323a at a predetermined position, and the drive unit connection portion 128a is connected by the connection portion 323b. To be pivotally connected to each other.
As illustrated, the extension drive unit 300 is provided in the mounting unit 100.
In addition, the artificial muscles 211, 212, 311 and 312 as actuators expand and contract by supplying or discharging gas.
Moreover, the holder demonstrated above is comprised by the belt divided | segmented into two, and uses a hook-and-loop fastener as a fastening method. The fastening method may be by a buckle and not necessarily a plurality of belts.
図１及び図３に示すように、第２の人工筋２１２の一端には給排気チューブ２１２ａが接続され、この給排気チューブ２１２ａは、第２の人工筋２１２を収縮させる動力源と接続されている。また人工筋３１１、３１２の他端には給排気チューブ３１１ａ、３１２ａが接続され、これらの給排気チューブ３１１ａ、３１２ａは、人工筋３１１、３１２を収縮させる動力源と接続されている。
また、エアチューブ４００が開口部１１５、１２５の長手方向と同じ方向に配置されている。エアチューブ４００は、第１の装着具１１０内では分割プレート１１１の両側部に沿って、第２の装着具１２０内では分割プレート１２１の両側部に沿って配置されている。エアチューブ４００には、複数の吹出穴４０１が設けられている。
図１及び図３では省略したが、図４に示すように第２の装着具１２０の内面には緩衝材６００が設けられている。なお、図４では第２の装着具１２０の断面を示しているが、第１の装着具１１０の内面にも同様の構成によって緩衝材を設けている。
図４に示すように、所定厚さの緩衝材６００は、分割プレート１２１、１２２、１２３の内面に設けられ、分割プレート１２１と分割プレート１２２との間の隙間、及び分割プレート１２１と分割プレート１２３との間の隙間を覆うように設けている。また、緩衝材６００には、エアチューブ４００を配置する溝６０１を備えている。なお、溝６０１は、緩衝材６００を複数に分割することでできる隙間によって構成してもよい。
エアチューブ４００の吹出穴４０１は、身体Ａに向かって設けている。従って、吹出穴４０１から吹き出される気体は、身体Ａと緩衝材６００との間に供給され、開口部１２５から排出される。
As shown in FIGS. 1 and 3, an air supply / exhaust tube 212 a is connected to one end of the second artificial muscle 212, and the air supply / exhaust tube 212 a is connected to a power source for contracting the second artificial muscle 212. Yes. The other ends of the artificial muscles 311 and 312 are connected to air supply / exhaust tubes 311 a and 312 a, and these air supply and exhaust tubes 311 a and 312 a are connected to a power source for contracting the artificial muscles 311 and 312.
Further, the air tube 400 is disposed in the same direction as the longitudinal direction of the openings 115 and 125. The air tube 400 is disposed along both sides of the dividing plate 111 in the first wearing tool 110 and along both sides of the dividing plate 121 in the second wearing tool 120. The air tube 400 is provided with a plurality of blowing holes 401.
Although omitted in FIGS. 1 and 3, a buffer material 600 is provided on the inner surface of the second mounting tool 120 as shown in FIG. 4. In addition, although the cross section of the 2nd mounting tool 120 is shown in FIG. 4, the shock absorbing material is provided by the same structure also on the inner surface of the 1st mounting tool 110. FIG.
As shown in FIG. 4, the buffer material 600 having a predetermined thickness is provided on the inner surfaces of the divided plates 121, 122, and 123, the gap between the divided plate 121 and the divided plate 122, and the divided plate 121 and the divided plate 123. Is provided so as to cover the gap between. Further, the buffer material 600 includes a groove 601 in which the air tube 400 is disposed. In addition, you may comprise the groove | channel 601 by the clearance gap which can divide the buffer material 600 into plurality.
The blowing hole 401 of the air tube 400 is provided toward the body A. Therefore, the gas blown out from the blowout hole 401 is supplied between the body A and the cushioning material 600 and discharged from the opening 125.
次に、図５及び図６を用いてアクチュエータへの給排気及び装着具内部へのエア供給の経路について説明する。なお、図５及び図６では第２の人工筋２１２を用いて説明するが、人工筋３１１、３１２の場合も同様である。
図５及び図６に示すように、駆動源は、圧縮気体を送出するコンプレッサ７０１、コンプレッサ７０１に電力供給を行う電源７０２、コンプレッサ７０１から送出される気体圧力を一定に維持するレギュレータ７０３とから構成される。レギュレータ７０３の出力側には、電磁弁８００が接続され、電磁弁８００の一つのポートに接続された給排気チューブ２１２ａを介して第２の人工筋２１２に接続されている。また、電磁弁８００の他のポートにはエアチューブ４００が接続されている。
図５に示すように、第２の人工筋２１２を動作させる場合には、コンプレッサ７０１を駆動し、圧縮気体が給排気チューブ２１２ａを介して第２の人工筋２１２に圧縮気体が供給される。
一方、第２の人工筋２１２の動作を開放する場合には、コンプレッサ７０１を停止するとともに電磁弁８００を切り替え、給排気チューブ２１２ａとエアチューブ４００とを連通させる。図６はこの状態を示している。第２の人工筋２１２には既に圧縮気体が供給されているが、電磁弁８００の切り替えによって第２の人工筋２１２内の圧縮気体は電磁弁８００の方向に流れ、エアチューブ４００に供給される。従って、エアチューブ４００から装着ユニット１００内に気体が吹き出される。
Next, the air supply / exhaust to the actuator and the air supply path to the mounting tool will be described with reference to FIGS. 5 and 6, the second artificial muscle 212 will be described. However, the same applies to the artificial muscles 311 and 312.
As shown in FIGS. 5 and 6, the drive source includes a compressor 701 that sends compressed gas, a power source 702 that supplies power to the compressor 701, and a regulator 703 that keeps the gas pressure sent from the compressor 701 constant. Is done. An electromagnetic valve 800 is connected to the output side of the regulator 703, and is connected to the second artificial muscle 212 via a supply / exhaust tube 212 a connected to one port of the electromagnetic valve 800. An air tube 400 is connected to the other port of the electromagnetic valve 800.
As shown in FIG. 5, when operating the 2nd artificial muscle 212, the compressor 701 is driven and compressed gas is supplied to the 2nd artificial muscle 212 via the supply / exhaust tube 212a.
On the other hand, when releasing the operation of the second artificial muscle 212, the compressor 701 is stopped and the electromagnetic valve 800 is switched to connect the air supply / exhaust tube 212a and the air tube 400. FIG. 6 shows this state. Although the compressed gas has already been supplied to the second artificial muscle 212, the compressed gas in the second artificial muscle 212 flows in the direction of the electromagnetic valve 800 by the switching of the electromagnetic valve 800 and is supplied to the air tube 400. . Accordingly, gas is blown out from the air tube 400 into the mounting unit 100.
以上のように、本実施例によれば、アクチュエータである人工筋２１２、３１１、３１２から排出される気体を、装着ユニット１００内部に供給することで、トレーニングやリハビリ動作によって身体Ａから発生した熱を、装着ユニット１００外へ排出できる。特にアクチュエータの動作に用いた気体を利用することで、動力源の追加を要せず、効率的な空気流れを生じさせることができる。
また、本実施例によれば、装着具１１０、１２０には、使用者の腕や足などの身体Ａを挿入する開口部１１５、１２５が形成され、装着具１１０、１２０内部に供給される気体が、装着具１１０、１２０と身体Ａとの隙間を経由して開口部１１５、１２５から排出されることで、排気される気体に圧力が加わることを少なくし、アクチュエータからの排気を阻害することがない。
また、本実施例によれば、複数の分割プレート１１１、１１２、１１３によって第１の装着具１１０を構成し、複数の分割プレート１２１、１２２、１２３によって第２の装着具１２０を構成し、それぞれの分割プレート１１１、１１２、１１３、１２１、１２２、１２３を連結体１１４、１２４で連結し、開口部１１５の両側に配置される一対の分割プレート１１２、１１３には開口部１１５を狭める保持具を設け、開口部１２５の両側に配置される一対の分割プレート１２２、１２３には、開口部１２５を狭める保持具を設け、エアチューブ４００を開口部１１５、１２５の長手方向と同じ方向に配置し、エアチューブ４００には、複数の吹出穴４０１を設けたことで、身体Ａの挿入を容易にするだけでなく、開口部１１５、１２５によって第１の装着具１１０及び第２の装着具１２０の内部空間の大きさを変更できるためにフィット感を高めることができ、更にエアチューブ４００からの気体が開口部１１５、１２５に向けて流れやすくなる。
また、本実施例によれば、分割プレート１１１、１１２、１１３、１２１、１２２、１２３の内面に緩衝材６００を設け、緩衝材６００は少なくともそれぞれの分割プレート１１１、１１２、１１３、１２１、１２２、１２３間の隙間を覆うように設け、吹出穴４０１から吹き出される気体は緩衝材６００と身体Ａとの間に導かれることで、吹出穴４０１から吹き出される気体は開口部１１５、１２５から排出されやすくなる。
また、本実施例によれば、緩衝材６００には、エアチューブ４００を配置する溝６０１を備えたことで、吹出穴４０１が塞がれることがなく、スムーズに気体を吹き出すことができる。
また、本実施例によれば、分割プレート１１１、１１２、１１３、１２１、１２２、１２３を、骨に沿う方向が長辺となり、長辺に垂直な短辺方向を湾曲させて構成し、隣接する分割プレート１１１、１１２、１１３、１２１、１２２、１２３のそれぞれの長辺を連結体１１４、１２４で連結し、連結体１１４、１２４を所定の剛性を有する弾性連結体としたことで、非装着時にもそれぞれの分割プレート１１１、１１２、１１３、１２１、１２２、１２３による湾曲状態を保持でき、身体Ａに対するフィット感を高めることができるとともに、装着具１１０、１２０と身体Ａとの間の隙間を狭く均一に保てることで気流流れをスムーズに行わせることができる。
また、本実施例によれば、アクチュエータを用いた駆動機構を駆動ユニット２００、３００とし、一方の装着具１１０と他方の装着具１２０とを関節１３０で連結して装着ユニット１００とし、装着ユニット１００に対して駆動ユニット２００、３００を脱着可能としたことで、装着具１１０、１２０と駆動ユニット２００、３００との調整が行いやすい。
また、本実施例によれば、一対の駆動ユニット２００を、装着ユニット１００の両側に設けたものである。本実施の形態によれば、装着ユニット１００の両側に駆動ユニット２００を設けることで安定した動作を行うことができるとともに、上下面のいずれかに身体Ａの装着用の開口部１１５、１２５を設けることができるので、スムーズな気流流れを作ることができる。
また、本実施例によれば、一方の装着具１１０を前腕装着具、他方の装着具１２０を上腕装着具とし、装着具１１０、１２０内部に気体を供給するエアチューブ４００を前腕装着具及び上腕装着具に配置し、エアチューブ４００には、複数の吹出穴４０１を設けたことで、前腕装着具内部及び上腕装着具内部の通気を行うことができる。
また、本実施例によれば、アクチュエータに対して気体の供給を行う動力源と、アクチュエータと動力源とをつなぐ給排気チューブ２１２ａ、３１１ａ、３１２ａと、装着具１１０、１２０内部に気体を供給するエアチューブ４００とを備え、切替弁（電磁弁８００）を介してエアチューブ４００を給排気チューブ２１２ａ、３１１ａ、３１２ａに接続したことで、給排気チューブ２１２ａ、３１１ａ、３１２ａからの排気気体をエアチューブ４００に供給することができる。
As described above, according to the present embodiment, the heat generated from the body A due to training and rehabilitation operations is supplied by supplying the gas discharged from the artificial muscles 212, 311 and 312 which are actuators into the mounting unit 100. Can be discharged out of the mounting unit 100. In particular, by using the gas used for the operation of the actuator, it is possible to generate an efficient air flow without requiring an additional power source.
Further, according to the present embodiment, the wearing tools 110 and 120 are formed with the openings 115 and 125 into which the body A such as the user's arm or foot is inserted, and the gas supplied into the wearing tools 110 and 120 is provided. However, by discharging from the openings 115 and 125 via the gap between the wearing tools 110 and 120 and the body A, the pressure applied to the exhausted gas is reduced and the exhaust from the actuator is inhibited. There is no.
In addition, according to the present embodiment, the first mounting tool 110 is configured by the plurality of divided plates 111, 112, and 113, and the second mounting tool 120 is configured by the plurality of divided plates 121, 122, and 123, respectively. The split plates 111, 112, 113, 121, 122, 123 are connected by connecting bodies 114, 124, and a pair of split plates 112, 113 arranged on both sides of the opening 115 is provided with a holder for narrowing the opening 115. The pair of divided plates 122 and 123 disposed on both sides of the opening 125 is provided with a holder for narrowing the opening 125, and the air tube 400 is disposed in the same direction as the longitudinal direction of the openings 115 and 125. The air tube 400 is provided with a plurality of blowing holes 401 to facilitate the insertion of the body A, as well as the openings 115 and 125. Since the size of the internal space of the first mounting tool 110 and the second mounting tool 120 can be changed, the fit can be enhanced, and the gas from the air tube 400 flows toward the openings 115 and 125. It becomes easy.
Further, according to the present embodiment, the buffer material 600 is provided on the inner surface of the divided plates 111, 112, 113, 121, 122, 123, and the buffer material 600 is at least each of the divided plates 111, 112, 113, 121, 122, The gas blown out from the blowout hole 401 is guided between the cushioning material 600 and the body A, so that the gas blown out from the blowout hole 401 is discharged from the openings 115 and 125. It becomes easy to be done.
Further, according to the present embodiment, the buffer material 600 is provided with the groove 601 in which the air tube 400 is disposed, so that the air can be smoothly blown out without blocking the blowout hole 401.
Further, according to the present embodiment, the divided plates 111, 112, 113, 121, 122, 123 are configured such that the direction along the bone is a long side and the short side direction perpendicular to the long side is curved, and adjacent to each other. By connecting the long sides of the divided plates 111, 112, 113, 121, 122, 123 with connecting members 114, 124, and making the connecting members 114, 124 an elastic connecting member having a predetermined rigidity, In addition, the curved state of each of the divided plates 111, 112, 113, 121, 122, 123 can be maintained, the feeling of fitting to the body A can be enhanced, and the gap between the wearing tools 110, 120 and the body A is narrowed. The air flow can be smoothly performed by keeping it uniform.
In addition, according to the present embodiment, the drive mechanism using the actuator is the drive units 200 and 300, and the mounting unit 100 is formed by connecting one mounting tool 110 and the other mounting tool 120 with the joint 130. In contrast, the mounting units 110 and 120 and the driving units 200 and 300 can be easily adjusted by making the driving units 200 and 300 removable.
Further, according to this embodiment, the pair of drive units 200 are provided on both sides of the mounting unit 100. According to the present embodiment, stable operation can be performed by providing the drive unit 200 on both sides of the mounting unit 100, and the openings 115 and 125 for mounting the body A are provided on either of the upper and lower surfaces. It is possible to make a smooth air flow.
Further, according to the present embodiment, one mounting tool 110 is a forearm mounting tool, the other mounting tool 120 is an upper arm mounting tool, and the air tube 400 that supplies gas into the mounting tools 110 and 120 is connected to the forearm mounting tool and the upper arm. The air tube 400 is provided with a plurality of blowout holes 401 so that air can be ventilated inside the forearm wearing device and inside the upper arm wearing device.
In addition, according to the present embodiment, the gas is supplied into the power source for supplying gas to the actuator, the supply / exhaust tubes 212a, 311a, and 312a that connect the actuator and the power source, and the mounting devices 110 and 120. The air tube 400 is connected to the air supply / exhaust tubes 212a, 311a, and 312a via the switching valve (solenoid valve 800), so that the exhaust gas from the air supply / exhaust tubes 212a, 311a, and 312a is supplied to the air tube. 400 can be supplied.
本発明は、肘、膝、又は手首などの関節の動作を支援する筋力補助装置として利用できる。 INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention can be used as a muscle force assisting device that supports the movement of a joint such as an elbow, knee, or wrist.
１００Ａ、１００Ｂ 装着ユニット
１１０ 第１の装着具
１１１、１１２、１１３ 分割プレート
１１４ 連結体
１１５ 開口部
１２０ 第２の装着具
１３０ 関節
１２０ 第２の装着具
１２１、１２２、１２３ 分割プレート
１２４ 連結体
１２５ 開口部
２００ 屈曲用駆動ユニット
３００ 伸展用駆動ユニット
２１１ 第１の人工筋
２１２ 第２の人工筋
１５０ 第２の装着具
１５１ 掌把持部材
４００ エアチューブ
４０１ 吹出穴
６００ 緩衝材
６０１ 溝
８００ 電磁弁
100A, 100B Mounting unit 110 First mounting tool 111, 112, 113 Split plate 114 Connecting body 115 Opening portion 120 Second mounting tool 130 Joint 120 Second mounting tool 121, 122, 123 Split plate 124 Connecting body 125 Opening Part 200 Bending drive unit 300 Extension drive unit 211 First artificial muscle 212 Second artificial muscle 150 Second mounting tool 151 Palm gripping member 400 Air tube 401 Blow-out hole 600 Buffer material 601 Groove 800 Solenoid valve
Claims (14)
気体の供給又は排出によって伸縮するアクチュエータとを備え、
使用者の肘、膝、又は手首などの関節の動作を支援する筋力補助装置であって、
前記アクチュエータから排出される前記気体を、前記装着具内部に供給し、
前記装着具には、使用者の腕や足などの身体を挿入する開口部が形成され、
前記装着具内部に供給される前記気体が、前記装着具と前記身体との隙間を経由して前記開口部から排出され、
前記装着具を、複数の分割プレートによって構成し、
それぞれの前記分割プレートを連結体で連結し、
前記開口部の両側に配置される一対の前記分割プレートには、前記開口部を狭める保持具を設け、
前記装着具内部に前記気体を供給するエアチューブを前記開口部の長手方向と同じ方向に配置し、
前記エアチューブには、複数の吹出穴を設けたことを特徴とする筋力補助装置。 A wearing device covering a part of the body;
An actuator that expands and contracts by supplying or discharging gas,
A muscle force assisting device that supports the movement of a user's elbow, knee, or wrist joint,
Supplying the gas discharged from the actuator into the wearing tool;
In the wearing tool, an opening for inserting a body such as a user's arm or foot is formed,
The gas supplied into the wearing tool is discharged from the opening through a gap between the wearing tool and the body,
The mounting tool is constituted by a plurality of divided plates,
Connect each of the divided plates with a connector,
A pair of the split plates disposed on both sides of the opening is provided with a holder for narrowing the opening,
An air tube that supplies the gas into the wearing tool is disposed in the same direction as the longitudinal direction of the opening,
Wherein the air tube, the muscle force assisting device you characterized in that a plurality of blowing holes.
隣接する前記分割プレートのそれぞれの前記長辺を前記連結体で連結し、
前記連結体を所定の剛性を有する弾性連結体としたことを特徴とする請求項１に記載の筋力補助装置。 The dividing plate is configured such that a direction along the bone is a long side, and a short side direction perpendicular to the long side is curved,
Connecting the long sides of each of the adjacent divided plates with the connecting body;
The muscle force assisting apparatus according to claim 1 , wherein the connecting body is an elastic connecting body having a predetermined rigidity.
前記関節の他方の骨に沿って配置される他方の装着具と、
一方の前記装着具と他方の前記装着具とを連結する関節と、
気体の供給又は排出によって伸縮するアクチュエータとを備え、
使用者の肘、膝、又は手首などの関節の動作を支援する筋力補助装置であって、
前記アクチュエータから排出される前記気体を、少なくとも一方の前記装着具内部に供給し、
前記装着具には、使用者の腕や足などの身体を挿入する開口部が形成され、
前記装着具内部に供給される前記気体が、前記装着具と前記身体との隙間を経由して前記開口部から排出されることを特徴とする筋力補助装置。 One wearer placed along one bone of the joint;
The other wearing device disposed along the other bone of the joint;
A joint connecting the one wearing tool and the other wearing tool;
An actuator that expands and contracts by supplying or discharging gas,
A muscle force assisting device that supports the movement of a user's elbow, knee, or wrist joint,
Supplying the gas discharged from the actuator into at least one of the wearing tools ;
In the wearing tool, an opening for inserting a body such as a user's arm or foot is formed,
Wherein the gas supplied to the internal attachment is attached, the muscle force assisting device you characterized in that it is discharged from the opening through the gap between the body and the mounting fixture.
それぞれの前記分割プレートを連結体で連結し、
前記開口部の両側に配置される一対の前記分割プレートには、前記開口部を狭める保持具を設け、
前記装着具内部に前記気体を供給するエアチューブを前記開口部の長手方向と同じ方向に配置し、
前記エアチューブには、複数の吹出穴を設けたことを特徴とする請求項６に記載の筋力補助装置。 The mounting tool is constituted by a plurality of divided plates,
Connect each of the divided plates with a connector,
A pair of the split plates disposed on both sides of the opening is provided with a holder for narrowing the opening,
An air tube that supplies the gas into the wearing tool is disposed in the same direction as the longitudinal direction of the opening,
The muscle force assisting device according to claim 6 , wherein the air tube is provided with a plurality of blowing holes.
隣接する前記分割プレートのそれぞれの前記長辺を前記連結体で連結し、
前記連結体を所定の剛性を有する弾性連結体としたことを特徴とする請求項７に記載の筋力補助装置。 The dividing plate is configured such that a direction along the bone is a long side, and a short side direction perpendicular to the long side is curved,
Connecting the long sides of each of the adjacent divided plates with the connecting body;
The muscle force assisting device according to claim 7 , wherein the connecting body is an elastic connecting body having a predetermined rigidity.
一方の前記装着具と他方の前記装着具とを前記関節で連結して装着ユニットとし、
前記装着ユニットに対して前記駆動ユニットを脱着可能としたことを特徴とする請求項６に記載の筋力補助装置。 The drive mechanism using the actuator is a drive unit,
One mounting tool and the other mounting tool are connected by the joint to form a mounting unit,
The muscle force assisting device according to claim 6 , wherein the drive unit is detachable from the mounting unit.
前記装着具内部に前記気体を供給するエアチューブを前記前腕装着具及び前記上腕装着具に配置し、
前記エアチューブには、複数の吹出穴を設けたことを特徴とする請求項６に記載の筋力補助装置。 One of the wearing devices is a forearm wearing device, and the other wearing device is an upper arm wearing device,
An air tube that supplies the gas to the inside of the wearing device is disposed in the forearm wearing device and the upper arm wearing device,
The muscle force assisting device according to claim 6 , wherein the air tube is provided with a plurality of blowing holes.
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